SE531654C2 - Anordning och metod för styrning av fjärrvärme- och fjärrkylasystem - Google Patents

Abstract

SAM MAN DRAG Uppfinningen avser en anordning till ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkylainnefattande åtminstone en ventil (2) och ett hydrauliskt manöverdon (1) i anslutning tillventilen (2) för reglering av flödet i nämnda ledningsnät. Till det hydrauliskamanöverdonet (1) är indirekt anslutet till ett hydraulaggregat (6). Till hydraulaggregatet ärett elektroniskt styrsystem (12) anordnat så att ventilen (2) kan regleras via dethydrauliska manöverdonet (1) och hydraulaggregatet (6) vid en given elektronisk signalfrån det elektroniska styrsystemet (12). Anordningen ger ett robust system som kankontrollera och styra ett flöde i ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla genom att medhjälp av det elektroniska styrsystemet (12) öppna och stänga ventiler. Uppfinningeninnefattar även en metod för att styra öppningen och stängningen av ventiler i anordningar för ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla.

Description

25 30 531 E54 Valet av tekniklösningar har således mycket stor påverkan pà fjärrvärme- och fjärrkylanätets dagliga funktion och tillförlitlighet.

Det är i första hand kulventiler och spjällventiler som används i ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla.

Kulventiler är ofta förstahandsvalet vid val av avstängningsventiler i distributionsnät, speciellt vid val av huvudavstängningsventil. Kulventiler är oberoende av flödesriktningen samt helt täta enligt ISO 5208 klass A. Sätesringarna är skyddade för att förhindra att smuts och partiklar skadar tätningsytorna.

Spjällventiler har väsentligt mindre byggmått och lägre vikt än kulventiler. Dock bör särskild hänsyn tas vid upphängning och avlastning av axiella krafter i rörsystemet. En spjällventil utrustad med ett elektriskt eller hydrauliskt manöverdon kan, till skillnad från kulventilen användas för reglering. Spjällventiler har ett mindre vridmoment vid manövrering vilket leder till att mindre och billigare manöverdon kan användas.

Sammantaget ger det en kostnadsbesparing jämfört med kulventiler, speciellt gäller detta i dimensioner över DN 300. Metalltätande spjällventiler är inte 100 % täta men skall uppfylla krav enligt ISO 5208 klass B, Flera aspekter måste vägas in vid val av manövreringsanordning för ventiler. Ventilens funktion i systemet spelar in, liksom miljön den installeras i. Dessutom måste hänsyn tas till hur ofta ventilen kommer att manövreras och hur viktigt det är att den stängs eller öppnas långsamt.

Manövrering med handkraft är mycket vanligt i äldre distributionssystem, även på ledningar med stora ledningsdimensioner, l dag väljs handmanövrering då ventiler monteras lättàtkomligt, främst i mindre ledningsdimensioner samt då manövrering sker relativt sällan. Manövrering av inisolerade ventiler upp till och med DN 150 kan ske direkt med T-nyckel eller handspak. Från DN 200 kräver det ökade vridmomentet att ventilen manövreras med snäckväxel samt handratt. En variant för manuell manövrering av markförlagda ventiler i DN 150 och större är att utrusta dessa med snäckväxel och påmonterad spindelförlängning. Markventiler i DN 300 och större bör ha fast monterat 10 15 20 25 30 53'l B55 3 manöverorgan, t ex snäckväxel eller hydrauliskt manöverdon, för att säkerställa långsam öppning och därmed undvika tryckslag. Stora ventiler kräver också högt vridmoment.

Hydrauliska manöverdon används på markförlagda ventiler eller vid ventiler monterade i en miljö där annan manövrering är olämplig. Genom att använda hydraulik erhålls ett robust system med stora ställkrafter, anpassat för tuff och fuktig miljö. Dessutom elimineras behovet av elström.

Det enklaste installationsalternatlvet är att i markplanet över det hydrauliska manöverdonet montera en betongring med lock. Anslutningen till pumpen görs sedan direkt mot manöverdonet via snabbkopplingar. Denna typ av enklare lösningar utförs med fördel när distributionsledningen är placerad i naturområde och liknande, således inte i gatumark eller vid trafikerad plats. lnisolerade markförlagda kulventiler upp till och med DN 250 som är utrustade med 6- kantsgrepp kan manövreras med hjälp av transportabel planetväxel eller transportabelt hydrauliskt manöverdon. Hydrauliska manöverdon kan manövreras med portabel hydraulpump, antingen elektrisk eller handdriven. Vid installation l trafikmiljö eller annan plats där åtkomst till ventilerna är begränsad eller innebär stora störningar kan man använda sig av fast monterade hydrauliska manöverdon.

Ventilerna manövreras från manöverskàp placerade på lämplig plats vid sidan av ventilbrunnen eller kammaren. Hydraulslangarna förläggs i flexibla plaströr mellan ventil och manöverskåp. I manöverskåpet finns blockenhet med snabbkopplingar för anslutning till hydraulpump. Blockenheten kan kompletteras med visarindikering för full kontroll av ventilens läge under manövreringen. Nackdelen med en sådan här apparatur är dock att den inte går att fjärrstyra eller ens styra från en längre sträcka. Hittills har hydrauliska don inte kunnat styras från ett avstånd överstigande 30 - 40 meter, då alltför långa hydraulslangar blir såväl, oåndamàlsenliga, ineffektiva som olönsamma. l distributionssystem med torra och täta ventilkammare används ofta ventiler med påmonterade elektriska manöverdon för fjärrstyrning. De elektriska manöverdonen är direkt kopplade till Ventilerna. Elektriska manöverdon skall alltid vara försedda med handratt för manuell nödmanövrering vid strömbortfall. De elektriska manöverdonen är 10 15 20 25 30 35 531 554 4 dock relativt känsliga för fukt och därför mycket olämpliga att koppla in i områden där risk för dränkning föreligger.

Således finns det ett behov för en lösning som klarar av påfrestande miljöer såsom våtutrymmen och starka flöden men även ett system som klarar av att hantera stora ventiler och de prestandakrav som sätts pá sådan utrustning i form avtryck, tryckstegringar och flöden, Då miljön som ventilerna är placerad i oftast är påfrestande för apparaturen och svårtåtkomlig för personal vid underhållsarbete krävs det även att lösningen erbjuder möjligheter till fjärrstyrning, detta är speciellt viktigt vid daglig driftskötsel av större ledningsnät.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning har löst de tidigare nämnda problemen och ytterligare problem genom att kombinera de hydrauliska donens förmåga att klara höga vridmoment, fukt och svåra driftförhållanden med möjligheterna till fjärrstyrning som tidigare endast har kunnat uppnås med elektriska don direktkopplade till ventiler. Mera specifikt har detta Iösts genom att det till ett hydrauliskt manöverdon är indirekt anslutet ett hydraulaggregat anordnat till ett elektroniskt styrsystem så att nämnda ventil kan regleras via manöverdonet och hydraulaggregatet vid en given elektronisk signal till hydraulaggregatet från det elektroniska styrsystemet. Nämnda uppfinning har en rad fördelar såsom att ingen elektricitet är i direkt anslutning till manöverdonet och ventilen. Detta gör bla. att det är möjligt att erhålla fjärrstyrning av ventiler och ledningsnät i våtområden elleri områden där risk för dränkning föreligger.

Hydraulaggregatet enligt uppfinningen innefattar företrädesvis en elektrisk pump i förbindelse med en oljebehållare. Stora ledningsnät för fjärrvärme eller fjårrkyla kan innebära att ventiler och manöverdon utsätts för svåra driftförhållanden såsom höga tryck, temperaturer och höga vridmoment. Uppfinnarna har upptäckt att säkerheten i driftanordningarna kan förbättras genom att använda sig av hydraulaggregat med ett arbetstryck på minst 70 bar, företrädesvis minst 100 bar, helst minst 120 bar och allra helst minst 135 bar. Genom att använda den typen av hydraulaggregat kan en större variation av manöverdon och ventiler användas för att anpassa utrustningen till det svåra driftförhållandet. Ett exempel på ett svårt driftförhållande är vid oförutsedda driftstopp. Vid driftstopp har det visat sig att stora fluktuationer av fluiden i ledningsnåtet kan uppkomma vilket ger upphov till trycktoppar och extra påfrestningar på utrustningen. Under sådana förhållanden är det extra fördelaktigt att använda sig av hydraulaggregat med ett 10 15 20 25 30 35 531 Ešå 5 arbetstryck på minst 135 bar. Ytterligare ger ett sådant hydraulaggregat med ett arbetstryck på minst 135 bar möjlighet till en långsam öppning och stängning av ventilen för att undvika tryckslag, detta är extra viktigt i system som arbetar med stora flöden eller höga tryck. Olika ventiler kan kräva olika vridmoment för att manövreras optimalt och dessutom kan vridmomentet variera även för en enskild ventil. Dessutom inverkar tryckskillnaden mellan ledningen framför och ledningen bakom ventilen. Vid sådana tillfällen kan det vara fördelaktigt med högre vridmoment i början av öppningscykeln och vid slutet av stängningscykeln. Det är alltså inom ramen för uppfinningen att variera vridmomentet för ventilen under öppnings- och stängningsförfarandet. Således uppvisar företrädesvis hydraulaggregatet ett vridmoment från 125 till 16000 Nm vid 135 bar. l en utföringsform av uppfinningen är tryck och flöde konstant genom hydraulaggregatet och istället varieras ventilens öppnings- och stängningstid genom att pulsa riktningsventilen. Detta är speciellt fördelaktigt då ventilen stått stilla en längre tid eftersom ventiler har en tendens till att kårva. l enlighet med en utföringsform av uppfinningen är hydraulaggregatet utrustat med en elektrisk styrventil vilken är placerad i anslutning till den elektriska pumpen. Styrventilen har åtminstone ett första och ett andra läge. Då styrventilen är i sitt första läge kan oljan flöda i en första riktning och då styrventilen är i sitt andra läge kan oljan flöda i en andra riktning. Styrventilen ger en operatör möjlighet till att reglera flödesriktningen i hydraulaggregatet och därigenom det hydrauliska manöverdonet. Styrventilen kan ytterligare ha ett avstängt läge då oljan inte flödar. Detta ger fördelen att den elektriska pumpen kan ha ett upparbetat arbetstryck redan då styrventilen regleras till ett ”på” läge från det avstängda läget. Styrventilen kan i en utföringsform ha en steglös funktion exempel på en sådan ventil är en så kallad proportionalventil vilken i sig är känd inom området och kommer inte att beskrivas närmare. Självklart kan även en sådan steglös ventil ha ett avstängt läge.

Anordningen i enlighet med en utföringsform av uppfinningen uppvisar en lägesindikator för bestämmandet av ventilens läge. Det finns en rad fördelar med detta. Exempelvis kan en operatör få en ren visuell indikation på om en ventil i ledningsnätet är öppen eller stängd. Lägesindikatorn kan till exempel vara anordnad i anslutning till styrventilen. En sådan lägesindikator mäter flödet genom styrventilen så att en indirekt bestämning av ventilens läge erhålls. Den indirekta mätningen sker genom att man kopplar samman det flöde som passerar genom styrventilen med manöverdonets cylindervolym. Med kunskap om detta kan man trimma in en anordning så att man får en specifik öppningsgrad av 10 15 20 25 30 35 531 E54 6 ventilen då en specifik volym har passerat styrventilen (och lägesindikatorn). Systemet är robust och driftsäkert då mätinstrumentet för ventilen kan placeras väl avskiljt från de svåra förhållanden som kan finnas i ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla.

Exempelvis kan en sådan lägesindikator placeras ovan jord i ett manöverskåp.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan lägesindikatorn manipuleras till att skicka de uppmätta värdena till ett elektroniskt styrsystem. Det elektroniska styrsystemet kan sedan behandla informationen till att antingen skicka den vidare till en driftcentral eller använda den för att ta beslut om åtgärder såsom att öppna eller stänga ventilen mera. En sådan lösning gör att man kan få kontinuerlig information om en ventils position ex. via fjärravläsning från en driftcentral.

En annan typ av lägesindikering är då en lägesindikator är placerad i direkt anslutning till ventilen. Ett exempel på en lägesindikator som är placerad i anslutning till ventilen är då tryck och/eller temperaturmätgivare är placerade på vardera sidan om ventilen. Sådana mätare kan känna av miljön på vardera sida om ventilen och därigenom låta ex. det elektroniska styrsystemet eller en enskild operatör avgöra om ventilen skall öppnas eller stängas. l en utföringsform av uppfinningen innefattar det elektroniska styrsystemet ett programmerbart styrsystem, exempelvis en PLC (Programmable Logic Controller) för styrning och övervakning av hydraulikkomponenterna. Ett sådant elektroniskt styrsystem kan vara monterat i ett uppvärmt elskåp. Ett sådant elskåp kan även vara placerat i ett manöverskåp för hydraulaggregatet men det är dock inte nödvändigt. Dock kan underhållsarbete underlättas om allt placeras i ett och samma skåp. Även spännings- och kommunikationsmoduler kan vara placerade i det nämnda elskåpet.

Det elektroniska styrsystemet harföreträdesvis en protokollmodul för översättning av styrsystemets signaler. Fördelen med detta är att det ger en rad möjligheter till att anordna ex. olika sorters kommunikationsmoduler till styrsystemet men även andra sekundära enheter skulle kunna kopplas till styrsystemet och erhålla information därifrån via en sådan protokollmodul. Detta gör systemet flexibelt för förbättringar men även lättanpassat till olika elektroniska miljöer. Det elektroniska styrsystemet kan i enlighet med uppfinningen anslutas med medel för fjärrstyrning. Exempelvis kan kommunikationen (och därigenom styrningen av ventilen) ske genom ett fältbussprotokoll, till exempel profibus. 10 15 20 25 30 35 531 E55 7 Protokollmodulen kan med fördel använda ett digitalt protokoll men även analogt protokoll är möjligt. Medlet för fjärrstyrning kan kommunlcera med en driftcentral via tråd såsom koppartràd, fiberoptik eller trådlös anslutning. Styrsystemet kan även vara anslutet med medel för lokal styrning såsom en kontrollpanel. Anordning kan i enlighet med uppfinningen ytterligare innefatta medel för manuell styrning av ventilen såsom en inkopplingsanordning till en portabel hydraulpump. Den portabla hydraulpumpen kan vara elektrisk eller manuell.

Uppfinnarna har funnit att det är fördelaktigt att manöverdonet och hydraulaggregatet inte är i direkt anslutning till varandra. Det hydrauliska manöverdonet är alltså indirekt anslutet till ett hydraulaggregat vilket är anordnat till ett elektroniskt styrsystem. Företrädesvis utgörs den indirekta anslutningen av hydraulslangar så att ingen elektricitet finns anordnad i anslutning till ventilen eller manöverdonet. Detta gör det möjligt att använda sig av elektronisk styrning av manöverdon och specifikt hydrauliska manöverdon i miljöer som inte är praktiskt lämpliga för elektroniska produkter. Hydraulslangarna kan skyddas av flexibla plaströr. Företrädesvis placeras hydraulaggregatet med dess elektroniska styrsystem på ett säkert avstånd från den miljö där ventilen och manöverdonet befinner sig. Uppfinnarna har funnit att om hydraulslangarna uppvisar en längd på åtminstone 1 meter så kan ett säkert avstånd erhållas. Det hydrauliska aggregatet och det elektroniska styrsystemet är med fördel placerat i ett manöverskåp för att skydda komponenterna mot exempelvis väder eller andra människor. Ett sådant manöverskåp är med fördel placerat ovan jord.

Det hydrauliska aggregatet kan även enligt uppfinningen vara indirekt kopplat till ytterligare minst ett manöverdon och en ventil. Det hydrauliska aggregatet är företrädesvis indirekt kopplat till minst 3, 4, 5 eller flera manöverdon. En sådan lösning ger möjligheter till flexiblare lösningar och större möjligheter till att styra och kontrollera ett ledningsnät.

Det elektroniska styrsystemet kan även i enlighet med uppfinningen vara kopplat till ytterligare minst ett hydrauliskt aggregat, ett manöverdon samt en ventil. Även detta tillför fördelarna av att kunna operera ett större ledningsnät och fullt ut utnyttja de ingående komponenterna.

Uppfinningen innefattar även en metod för att styra flödet av en fluid i ett ledningsnät med en anordning innefattande åtminstone en ventil och ett hydrauliskt manöverdon kopplat till ventilen för reglering av flödet i nämnda ledningsnät. Det hydrauliska manöverdonet är 10 15 20 25 30 35 53% 554 8 indirekt anslutet till ett hydraulaggregat vilket är anordnat till ett elektroniskt styrsystem så att nämnda ventil kan regleras via det hydrauliska manöverdonet och hydraulaggregatet vid en given elektronisk signal till hydraulaggregatet från det elektroniska styrsystemet.

Metoden innefattar stegen; - en elektrisk signal skickas till ett hydraulaggregat från ett elektroniskt styrsystem, - det hydrauliska aggregatet initierar ett hydrauliskt flöde som svar på den elektriska signalen, - ett hydrauliskt manöverdon indirekt kopplat till hydraulaggregatet samt en ventil anordnad i anslutning till manöverdonet svarar pà nämnda initierade flöde genom att öppna eller stänga nämnda ventil.

Metoden innefattar även företrädesvis ytterligare stegen; - en elektrisk hydraulpump bygger upp ett erforderligt oljetryck som svar på den elektriska signalen skickad till hydraulaggregatet, - oljan leds till en elektrisk styrventil - den elektriska styrventilen dirigerar oljan i enlighet med en given parameter från det elektriska styrsystemet via ett manöverdon så att ventilen öppnas eller stängs, - en lägesindikator känner av direkt eller indirekt ventilens läge och skickar tillbaka informationen till det elektroniska styrsystemet.

Ytterligare som tillval kan även metoden innefatta stegen; - den elektroniska styrenheten jämför lägesindikatorns signal med ett förutbestämt värde, - den elektriska styrventilen ändras för att kompensera uppmätt signal hos lägesindikatorn med det förutbestämda värdet hos det elektroniska styrsystemet.

Metoden för att styra flödet i ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla innefattar med fördel även steget att den elektriska signalen skickas fràn en driftcentral.

Den nyss beskrivna metoden ger alla de fördelar som tidigare diskuterats i samband med anorctningen.

En aspekt av uppfinningen är att den är implementerbar i ett större perspektiv. För att kunna sköta, underhålla och energieffektivisera ett större ledningsnät krävs ett flertal av anordningarna i enlighet med uppfinningen. Uppfinnarna har funnit att ett ledningsnät innefattande minst två anordningar i enlighet med uppfinningen ger större utrymmer för 10 15 20 25 30 5231 E54 9 skötsel och drift av ledningsnätet, företrädesvis används minst två anordningar i enlighet med uppfinningen i ett ledningsnät för fjärrvärme eller fjärrkyla.

Uppfinningen avser även användning av en anordning i ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla innefattande åtminstone en ventil och ett hydrauliskt manöverdon i anslutning till ventilen för reglering av flödet i nämnda ledningsnät samt att det till det hydrauliska manöverdonet är indirekt anslutet ett hydraulaggregat anordnat till ett elektroniskt styrsystem så att nämnda ventil kan regleras via det hydrauliska manöverdonet och hydraulaggregatet vid en given elektronisk signal till hydraulaggregatet från det elektroniska styrsystemet. Det är förstås inom ramen för uppfinningen att användningen av anordningen innefattar även användningen av alla de olika kombinationer som har beskrivits tidigare i beskrivningen i anslutning till anordningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 visar en schematisk bild över en anordning för styrning av flödet i ett ledningsnät för fjärrvärme och fjärrkyla.

Figur 2 visar en schematisk bild av ett hydraulaggregat anordnat till en lägesindikator och en riktningsventil.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Nedan kommer en mera detaljerad beskrivning av uppfinningen att beskrivas med hjälp av konkreta exempel. l figur 1 visas schematiskt hur ett hydrauliskt manöverdon 1 monterats på en ventil 2 vilken skall manövreras. Hydraulslangar 3 är dragna från manöverdonet 1 till ett manöverskäp 4 ovan jord, dit även el- och signalkablar 5 kopplats in. l det visade exemplet innefattar el- och signalkablarna 5 en tvàledarkabel 16. I manöverskàpet 4 är ett hydraulaggregat 6 monterat. Hydraulaggregatet innefattar en elektrisk hydraulpump och en oljetank (ej visade). Hydraulaggregatet 6 är kopplat via en lägesindikator 7 och styrventiler 8 till manöverdonet 1. Ett programmerbart styrsystem 12 används för att övervaka och styra de hydrauliska komponenterna. Styrsystemet 12 är monterat i ett uppvärmt elskàp 9 där också spänningsmoduler finns (ej visade). Elskåpet 9 inryms i manöverskàpet vilket visas i figur 1. 10 15 20 25 30 35 531 B54 10 Fjärrstyrning av styrventilen 8 kan ske via ett fältbussprotokoll till exempel Profibus, CANbus eller l2C-bus. För kommunikation med en driftcentral kan antingen koppartråd exempelvis TP-kabel (twisted pair), fiberoptik eller trådlös anslutning användas.

Styrventilen 8 kan styras lokalt via en till styrsystemet 12 kopplad operatörspanel 10. Vid eventuellt strömbortfall kan en portabel hydraulpump kopplas in via en inkopplingsanordning 11. Den portabla hydraulpumpen kan vara handdriven eller elektrisk. l figur 1 visas hur de enda komponenterna som monteras under jord är det hydrauliska donet och ventilen eftersom endast de komponenterna är bäst rustade för den tuffa miljön. Hydraulslangarna 3 skyddas av flexibla plaströr och p.g.a. av den indirekta kopplingen mellan manöverdonet 1 och hydraulaggregatet 6 behövs ingen el dras till miljöer där dränkningsrisk eller andra driftstörningar kan uppstå. Genom att kontrollera manöverdonet 6 med elektriskt styrda komponenter kan öppning och stängning av styrventilen 8 fjärrstyras från driftcentralen.

Manöverskäpet 9 är företrädesvis gjort i galvaniserad plåt med måtten b=1310 mm, h=890 mm, d=310 mm. Självklart kan andra mått användas så att manöverskåpet skräddarsys till den miljö där skåpet skall stå. l figur 2 visas en mera detaljerad principskiss över hydraulaggregatet 6 och de till hydraulaggregatet anordnade komponenterna. Hydraulaggregatet 6 utgörs av ett power pack hydraulaggregat tillverkat av Oil Sistem under beteckningen ME 0,26 LPM med en elmotor. Hydraulaggregatet är försett med en tryckvakt (pressostat) som känner av när pumpen ger tillräckligt tryck, den i exemplet visade pumpen har ett arbetstryck på ca 135 bar. Anordnat till hydraulaggregatet finns en första riktningsenhet a med ett kopplingsblock 21a (i detta fall ett manifoldblock av typen JMS-1645, NO3-SPECIAL).

Ovan kopplingsblocket 21a är en lägesindikator 7a av typen VPl-E (tillverkad av Damcos) anordnad. Lägesindikatorn 7a har signalkablar 27a dragna för registrering av mätvärden men även rent optiska medel 26a för registrering av uppmätt data finns. Ovan lägesindikatorn 7a är ett kompensationsblock 22a (sk. TC-block tillverkat av Damacos) anordnat. Kompensationsblocket 22a kompenserar för kompression eller dekompression av oljan p.g.a. fluktuationer i temperatur eller tryck. Ett så kallat kompensationsblock 22a används företrädesvis då en exakt lägesindikering krävs.

En snabbkoppling 23a av typen Sandwich NG6 Press Gauge A-B, tillverkat av Euro Fluid Hydraulic, är arrangerad ovan kompensationsblocket 22a för att manuellt kunna öppna 10 15 20 25 30 35 531 E54 11 och stänga ventilen om det krävs, alternativt skulle även en snabbkoppling av typen 1/4" TEMA 2500 KOMPLETT kunna användas. Ytterligare är en pilotstyrd backventil 24a (av typen CKCB-XCN-EBY tillverkad av SUN) och en riktningsventil 25a (magnetstyrd riktningsventil av typen DS3-S3/10N-D220K1/10 tillverkad av Duplomatic) anordnad ovanför snabbkopplingen 23a. Det är dock inom ramen för uppfinningen att styrventilen 8 även kan vara proportionalstyrd.

Hydrauloljan flödar fràn hydraulaggregatet 6 in i manifoldblocket 21a direkt upp till riktningsventilen 25a, tillbaka ned via kompensationsblocket 22a och lägesindlkatorn 7a, vilken mäter flödet, och ut ur kopplingsblooket 21a via anslutningarna 28a för att sedan komma till manöverdonet la och ventilen 2a vilken reglerar flödet i ledningsnätet. Den i figur 2 visade styrventilen 8 uppvisar även en andra riktningsenhet b för styrning av ytterligare ett manöverdon lb (och därigenom en ventil 2b om så önskas). Den andra styrenheten b uppvisar; en riktningsventil 25b, en pilotstyrd backventil 24b, en snabbkoppling 23b, ett kompensationsblock 22b, en lägesindikator 7b med koppling till ett elektroniskt styrsystem 27b, ett kopplingsblock 21b samt anslutningar 28b till manöverdon lb och ventil 2b. Skulle det behövas ytterligare styrning av manöverdon kan man ansluta ytterligare riktningsenheter och tillhörande moduler riktningsenhet b. Riktningsenheterna fästs samman via kopplingsblocken 21a, 21b så att en rad med riktningsenheter erhålls.

Komponenternas samverkan och funktion kommer att beskrivas för att förklara vilka mekanismer och signaler som ligger bakom manövrering av manöverdon och ventil.

Anordningarna kommer att beskrivas mera detaljerat närmst. Den elektriska hydraulpumpen i hydraulaggregatet 6 bygger upp erforderligt oljetryck, En tryckvakt (pressostat) indikerar när arbetstrycket 135 bar uppnàs. Hydrauloljan leds till aggregatets kopplingsbiock 21a och styrventilen 8. Den elektriskt styrda riktningsventilen 25a reglerar flödet och har tre lägen; O, 1 eller 2. Läge 0 innebär att riktningsventilen 25a är stängd.

Bàde läge 1 och 2 innebär att riktningsventilen 25a är öppen, men med flöde åt olika håll, för att kunna påverka manöverdonet la i båda riktningarna. Om riktningsventilen 25a är stängd och riktningsventilen 25b är öppen flödar oljan via riktningsenhet b och öppning och stängning av ventil 2b kan genomföras. Är riktningsventilen 25b stängd och riktningsventilen 25a öppen går oljan från hydraulaggregatet 6 via manifoldblocket 21a direkt upp till riktningsventilen 25a för att sedan gå ned igen till lägesindiketorn 7a, som innehåller en känslig växelmekanism som mäter flödet genom enheten. växelns hjul roterar enligt flödets riktning och hastighet. En 10 15 20 533% E54 12 inbyggd växellåda, med ett förhållande som valts efter det aktuella manöverdonets 1 volym, överför växelmotorns rörelse till visarenheten via en elektromagnetisk koppling. På så sätt går det att indirekt mäta volymen olja som har pumpats in i manöverdonet 1 och därmed kan ventilens 2 position beräknas. En indikeringspil 26 rör sig längs en justerbar skala från fullt öppen (grönt) till helt stängd (rött) när en oljemängd motsvarande manöverdonets 1 deplacement har passerat genom enheten. Utöver den visuella indikeringen skickar lägesindikatorn 7 också signaler till styrsystemet via signalkablar 27.

Som exempel kan åtminstone tvà typer av lägesindikatorer 7 användas till den nyss beskrivna anordningen. Lägesindikatorn 7 av typen VPI-E ger endast signal när ventilen 2 står i sina ändlägen öppet respektive stängt, vilket är tillräckligt för de flesta användningsområden. Alternativt kan en lägesindikator av typen VPl-C användas vilket ger en analog signal. En fördel med detta är att ventilens exakta läge kan avläsas. Ett föredraget flöde genom lägesindikatorn är 0,2 - 6 l/min.

Med referens åter till figur 1 är elskåpet 8 företrädesvis i rostfritt stål och lackerad stålplåt med måtten b=600 mm, h=400 mm samt d=210 mm. Innehållet kan variera efter aktuellt användningsområde, framför allt kan PLC (Programmable Logic Controller) och kommunikationsmoduierna variera.

Det elektroniska styrsystemet 12 innefattar följande enheter: Komponent Tillverkare Typ PLC Simatic 87-200 Siemens 6ES72't2-1AB23-GXBO Proñtmsmoátxi Siemens 6ES7277-OAtÄ22-0Xåt) Opetatörgganet Siemens 6ES72'72-0AA30-OY.~\O Kontakter Ouuon .WKNA-(W-Ol 230 VAC Skåpst-'äxmaze Rittal SK 3107000 Iermostat Elden Typ KTO Dträrgbrytafe (2 st.) GE Lampkalott hßïoeller Mlš-L-R Adapter Mcetlet MZZ-A .Lampblock hioeller IVIEB-LED-R Hjäiprelšr Onuon MEGPS-S 230 VAC Relâsøckeí Dimon PF 1 BA-N Huntdbrvtaxe Elden HBR 304OT Motorskydd Omron .Tšhfií-BS-ES Hjäfpkontakt Omron ïïïiMN-l I? Sgânníugsaggregat Omïon SSVS-ÛB 024 10 15 20 25 30 35 531 E54 13 Manöverskåpet 4 är med fördel utrustat med säkerhetsbrytare och säkringselement vilka kan vara placerade i elskåpet 8 eller utanför elskåpet 8 placerat på en mätartavla i manöverskåpet 4.

För att kontrollera hydraulikkomponenterna används ett elektroniskt styrsystem 12, företrädesvis ett programmerbart styrsystem. Exempel på programmerbara styrsystem är PLC, ASlC (Application Specific integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), microprocessorer eller PC. l det visade utföringsexemplet utgörs det elektroniska styrsystemet av en PLC, ifigur 1 visad med hänvisningen 14, av modell Simatic S7-200, CPU 222, och monterad i elskåpet 12. PLC 14 är försedd med 8 ingångar och 6 utgångar.

Lysdioder markerar när in- och utgångarna är aktiva. Tänd lysdiod betyder aktiv (1), släckt inaktiv (O).

PLC 14 programmeras med en styrsekvens som övervakar hydraulikkomponenterna och manövrerar manöverdonet 1 och styrventilerna 8. En löstagbar operatörspanel 10 med tvàradig display används för att ge insignaler till programmet, som start, stopp och inställning av tidsvariabler. När en styrventils 8 öppnings- eller stängningssekvens initieras startar en förprogrammerad sekvens för att styra hydraulikkomponenterna. En pressostat (tryckvakt) känner av pumptrycket och indikerar om pumptrycket är otillräckligt vid start eller ändlägen samt om ventilen 2 fastnat. För att anpassa programmet efter de aktuella driftförhállandena kan olika tidsvariabler ställas in med operatörspanelen.

Ett exempel pà en programsekvens visas nedan: Hydraulpumpen startas när någon av funktionsknapparna som manövrerar styrventilen påverkas. Om inte tryckvakten aktiverats inom 5 sek efter det att pumpen startats ges larm och hydraulpumpen stoppas. Ventilmanöver startar 5 sek efter tryckvakten aktiverats. Vid ventilmanöver pulsar magnetventilen enligt förinställda tider så att ventilen manövreras med lämplig hastighet. Lägesindikatorn signalerar när ventilen nått ändläget.

Magnetventilen fortsätter att pulsa i några sekunder efter att ventilen nått ändläget.

Hydraulpumpen stannar några sekunder efter att pulsning av magnetventil har upphört.

Manöverskàpet 4 och elskåpet 9 kan förses med medel för fjärrstyrning 13. För att vidarebefordra signaler till och från en driftcentral kan antingen koppartràd (antingen genom dedikerade kommunikationslinjer eller genom exempelvis telefonlinjer, i vissa applikationer kan också så kallad powerline kommunikation användas; det vill säga 10 15 20 25 53!! E54 14 kommunikation över kraftledningsnät), fiberoptik eller trådlös anslutning via exempelvis GSM/GPRS-nätet användas (andra trådlösa nät kan användas såsom UMTS eller CDMAZOOO, eller liknande lösningar med lång räckvidd). Språket som används för kommunikationen kan till exempel vara Profibus, eller något annat fältbussprotokoll, eller nätverksbaserat såsom Ethernet med Internet Protokoll (IP). Protokollmodulen 15 byggs in i elskàpet 9, ansluts till PLC 14 och översätter signalerna innan de skickas iväg. En annan protokollmodul tar emot signalerna i driftcentralen. Protokollet kan vara antingen analogt eller digitalt. l det visade utföringsexemplet är PLC utrustade med en Protokollmodul 15 utgörandes av en profibusmodul vilken är kopplad till en PLC 14.

Profibusmodulen är kopplad via en tvàledarkabel 16 till en avlägset placerad driftcentral (ej visad). Driftcentralen har en profibusmodul kopplad till tvàledarkabeln samt ett till profibusmodulen kopplat kontrollsystem. En fördel med ett sådant här fältbussystem jämfört med exempelvis en traditionell signalkabel är bland annat att en och samma kabel kan användas för att styra flera enheter. Dessutom kan signalerna skickas digital vilket ger större tillförlitlighet och därigenom driftsäkerhet.

Uppfinningen är beskriven tillsammans med ett ledningsnät för fjärrvärme- och fjärrkyla men kan i sin bredaste utföringsform användas till vilket ledningsnät som helst för att styra flödet av en fluid i nämnda ledningsnät. Exempel på ledningsnät är VA-ledningsnät, fjärrvärme- och fjärrkylaledningsnät, gasledningsnät, oljeledningsnät eller liknande.

Företrädesvis används dock uppfinningen i ett ledningsnät för fjärrvärme- och fiärrkyla då uppfinnarna har funnit att utrustning i sådana ledningsnät utsätts för extrema förhållanden vilket kräver flexiblare driftlösningar. Utöver det är utrustningen i fjärrvärme- och fjärrkyla ledningsnät ofta svàråtkomligt placerade vilket gör att uppfinningen blir extra fördelaktig till sådana ledningsnät.

Claims (1)

1. 5331 B54 PATE NTKRAV 1. Anordning för reglering av flödet av en fluid i ett ledningsnät innefattande åtminstone en ventil (2) och ett hydrauliskt manöverdon (1) i anslutning till ventilen (2) kännetecknad av att det till det hydrauliska manöverdonet (1) är indirekt anslutet ett hydraulaggregat (6) anordnat till ett elektroniskt styrsystem (12) så att nämnda ventil (2) kan regleras via det hydrauliska manöverdonet (1) och hydraulaggregatet (6) vid en given elektronisk signal till hydraulaggregatet (6) fràn det elektroniska styrsystemet (12), varvid till det elektroniska styrsystemet (12) är anslutet medel för fjärrstyrning (13, 15). Anordning i enlighet med krav 1 kännetecknad av att nämnda hydraulaggregat (6) innefattar en elektrisk pump i förbindelse med en oljebehållare. Anordning i enlighet med krav 2 kännetecknad av att nämnda hydraulaggregat (6) har ett arbetstryck pà minst 70 bar, företrädesvis minst 100 bar, helst minst 120 bar och allra helst minst 135 bar. Anordning i enlighet med krav 2 eller 3 kännetecknad av att hydraulaggregatet (6) innefattar en elektrisk styrventil (8) i anslutning till den elektriska pumpen, nämnda styrventil (8) har åtminstone ett första och ett andra läge så att då styrventilen (8) är i sitt första läge oljan kan flöda i en första riktning och då styrventilen (8) är i sitt andra läge oljan kan flöda i en andra riktning Anordning i enlighet med krav 4 kännefecknad av att styrventilen (8) ytterligare har ett avstängt läge då oljan inte kan flöda. Anordning i enlighet med krav 4 eller 5 kännetecknad av att styrventilen (8) har en steglös funktion såsom en proportionalventil. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 531 E54 Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att anordningen innefattar en lägesindikator (7) för bestämmandet av ventilens (2) läge. Anordning i enlighet med krav 7 kännetecknad av att lägesindikatorn (7) är anordnad i anslutning till styrventilen (8) och att nämnda Iägesindikator (7) mäter flödet genom styrventilen (8) så att en indirekt bestämning av ventilens (2) läge erhålls. Anordning i enlighet med kraven 8 kännetecknad av att lägesindikatorn (7) innefattar medel (27) för att skicka de uppmätta värdena till det elektroniska styrsystemet (12). Anordning i enlighet med kraven 7 kännetecknad av att lägesindikatorn (7) utgörs av tryck och/eller temperaturmätgivare placerade i anslutning till ventilen (2) i ledningsnätet. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det elektroniska styrsystemet (12) innefattar ett programrnerbart styrsystem. för styrning och övervakning av hydraulikkomponenterna (1, 6, 8). Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det till elektroniska styrsystemet (12) är anslutet en protokollmodul (15) för översättning av det elektroniska styrsystemets (12) signaler. Anordning i enlighet med krav 12 kännetecknad av att protokollmodulen (15) använder ett digitalt protokoll. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att medlet för fjärrstyrning (13, 15) kan kommunicera med en driftcentral via tråd, fiberoptik eller trådlös anslutning (5, 16). Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det till det elektroniska styrsystemet (12) är anslutet medel för lokal styrning såsom en kontrollpanel (10). 531 E54 16. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att anordningen ytterligare innefattar medel för manuell styrning av ventilen (2) såsom en inkopplingsanordning (11) till en portabel hydraulpump. 17. Anordning l enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att den indirekta anslutningen utgörs av hydraulslangar (3). 18. Anordning i enlighet med krav 17 kännetecknad av att hydraulslangarna (3) uppvisar en längd på åtminstone 1 meter. 19. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det hydrauliska aggregatet (6) och det elektroniska styrsystemet (12) är placerat i ett manöverskåp (4). 20. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det till det hydrauliska aggregatet (6) är indirekt kopplat till ytterligare minst ett manöverdon och en ventil. 21. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att det till det elektroniska styrsystemet (12) är kopplat till ytterligare minst ett hydrauliskt aggregat, ett manöverdon samt en ventil. 22. Anordning i enlighet med något tidigare krav kännetecknad av att ledningsnätet är ett ledningsnät för fjärrvärme och/eller flärrkyla. 23. Metod för att styra flödet av en fluid med en anordning i ett ledningsnät innefattande åtminstone en ventil (2) och ett hydrauliskt manöverdon (1) i anslutning till ventilen (2) för reglering av flödet i nämnda ledningsnät, ett hydrauliskt manöverdon (1) indirekt anslutet till ett hydraulaggregat (6), nämnda hydraulaggregat (6) är anordnat till ett elektroniskt styrsystem (12) så att nämnda ventil (2) kan regleras via det hydrauliska manöverdonet (1) och hydraulaggregatet (6) vid en given elektronisk signal till hydraulaggregatet (6) från det elektroniska styrsystemet (12), metoden innefattar stegen; 24. 25. 26. 27. 531 E54 lå» - en elektrisk signal skickas till hydraulaggregatet (6) från ett elektroniskt styrsystem (12), - hydraulaggregatet (6) initierar ett hydrauliskt flöde som svar på den elektriska signalen, - ett hydrauliskt manöverdon (1 ) indirekt kopplat till hydraulaggregatet (6) samt en ventil (1) anordnad i anslutning till manöverdonet (1) svarar pà nämnda initierade flöde genom att öppna eller stänga nämnda ventil (2). Metod för att styra flödet med en anordning i enlighet med krav 23 i ett ledningsnät kännetecknad av att metoden ytterligare innefattar stegen; - en elektrisk hydraulpump bygger upp erforderligt oljetryck som svar pà den elektriska signalen skickad till hydraulaggregatet (6), - oljan leds till en elektrisk styrventil (8) - den elektriska styrventilen (8) dirigerar oljan i enlighet med en given parameter från det elektriska styrsystemet (12) via ett manöverdon (1) så att ventilen (2) öppnas eller stängs, - en lägesindikator (7) känner av direkt eller indirekt ventilens (2) läge och skickar tillbaka informationen till det elektroniska styrsystemet (12). Metod för att styra flödet i ett ledningsnät i enlighet med något av kraven 23 till 24 kännetecknad av att metoden ytterligare innefattar att den elektriska signalen skickas från en driftcentral. Metod för att styra flödet i ett ledningsnät i enlighet med något av kraven 23 till 25 kännetecknad av att ledningsnätet är ett fjärrvärme- och/eller fjärrkyla ledningsnät. Användning av en anordning för reglering av flödet av en fluid i ett ledningsnät innefattande åtminstone en ventil (2) och ett hydrauliskt manöverdon (1) i anslutning till ventilen (2) kännetecknad av att det till det hydrauliska manöverdonet (1) är indirekt anslutet ett hydraulaggregat (6) anordnat till ett elektroniskt styrsystem (12) så att nämnda ventil (2) kan regleras via det hydrauliska manöverdonet (1) och 531 E54 if? hyciraulaggregatet (6) vid en given eiektronisk signal tili hydrauiaggregatet (6) från det elektroniska styrsystemet (12), varvid iedningsnätet är ett fjärrvärme- och/eller fjärrkyialedningsnät.